JP2002540583A - Lighting equipment - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】 誘電体バリヤ放電ランプにおいて、補助放電（２）を発生させてランプの点弧を容易とする。 (57) [Summary] In a dielectric barrier discharge lamp, an auxiliary discharge (2) is generated to facilitate ignition of the lamp.
Description
【０００１】 本発明は、誘電体バリヤ放電ランプを具える照明装置であって、誘電体バリヤ
放電ランプは、 放電空間を囲み、充填剤を収容する気密放電容器と、 第１主電極及び第２主電極と、 第１主電極と放電空間との間に位置する誘電体シートと、 誘電体バリヤ放電ランプを点弧及び点灯させるために主電極に結合され、２つ
の主電極間に動作電圧を発生させる第１回路部分を有する回路装置と を具えている当該照明装置に関するものである。 本発明は更に、誘電体バリヤ放電ランプにも関するものである。The present invention relates to a lighting device including a dielectric barrier discharge lamp, wherein the dielectric barrier discharge lamp surrounds a discharge space, and contains an airtight discharge vessel containing a filler, a first main electrode and a second main electrode. A main electrode; a dielectric sheet located between the first main electrode and the discharge space; and a main electrode coupled to the main electrode for igniting and lighting the dielectric barrier discharge lamp. And a circuit device having a first circuit portion to be generated. The invention further relates to a dielectric barrier discharge lamp.
【０００２】 上述した照明装置は、欧州特許EP-0521553B1に記載されており、既知である。
この既知の照明装置の動作中に放電空間内に存在する誘電体バリヤ放電はエキシ
マ又はオゾンを発生させるのに極めて適している。充填剤は代表的に、エキシマ
を発生させるために一種以上の希ガスと、ハロゲン化金属又は金属蒸気と、微量
の他のガスとを有するか、或いは、オゾンを発生させるために酸素又は空気と他
のガスとの混合気体を有する。放電は、第１及び第２主電極間に高電圧を印加す
ることにより維持される。第１主電極を被覆する誘電体シートは、放電を電極領
域に亙って分布させるとともに、誘電体シート上の電荷の蓄積により電界が形成
されることにより早期の段階で放電を中断する作用をする。この電界は２つの主
電極間に存在する電界を弱める。放電が早期に中断する為に、誘電体バリヤ放電
ランプ（以後単にランプとも称する）は高周波の交流動作電圧で動作させる必要
があり、放電は平衡にほど遠くなる。放電のこの後者の特性は適切な充填剤と相
俟ってエキシマを有効に発生させる。エキシマはＵＶ放射源となる。このＵＶ放
射は例えば、光化学処理に用いることができる。誘電体バリヤ放電はしばしばオ
ゾンを発生させるのにも用いられる。或いはまた、適切な発光材料を用いること
により、このＵＶ放射を可視光に変換することができる。しかし、この既知の照
明装置には、動作電圧の各半周期の開始時に誘電体バリヤ放電ランプを再点弧す
るのに必要とする動作電圧の振幅が極めて高くなるという欠点がある。実際、動
作電圧の振幅がこのように高くなると、ランプを動作させる回路装置が満足する
必要がある条件を、照明装置のより一層広範囲に亙る使用に対する主たる障害と
なる程度に高めてしまう。[0002] The lighting device described above is described in European patent EP-0521553B1 and is known.
The dielectric barrier discharge present in the discharge space during the operation of this known lighting device is very suitable for generating excimer or ozone. Fillers typically have one or more noble gases to generate excimers, metal halides or metal vapors, and trace amounts of other gases, or oxygen or air to generate ozone. It has a mixed gas with other gases. The discharge is maintained by applying a high voltage between the first and second main electrodes. The dielectric sheet covering the first main electrode has a function of distributing the discharge over the electrode area and interrupting the discharge at an early stage due to the formation of an electric field by the accumulation of charges on the dielectric sheet. I do. This electric field weakens the electric field existing between the two main electrodes. In order for the discharge to be interrupted early, the dielectric barrier discharge lamp (hereinafter simply referred to as the lamp) must be operated at a high frequency AC operating voltage, and the discharge is far from equilibrium. This latter property of the discharge, combined with a suitable filler, effectively generates excimers. Excimers are a source of UV radiation. This UV radiation can be used, for example, for photochemical treatment. Dielectric barrier discharges are often also used to generate ozone. Alternatively, this UV radiation can be converted to visible light by using a suitable luminescent material. However, this known lighting device has the disadvantage that the amplitude of the operating voltage required to reignite the dielectric barrier discharge lamp at the beginning of each half-period of the operating voltage is very high. Indeed, such high operating voltage amplitudes increase the requirements that must be met by the circuitry operating the lamp to such an extent that it is a major obstacle to the more widespread use of lighting devices.
【０００３】 本発明の目的は、誘電体バリヤ放電ランプと、比較的低い振幅の動作電圧を用
いてこのランプを動作させうるランプ動作用回路装置とを有する照明装置を提供
せんとするにある。An object of the present invention is to provide a lighting device having a dielectric barrier discharge lamp and a lamp operating circuit device capable of operating the lamp using an operating voltage having a relatively low amplitude.
【０００４】 この目的のために本発明によれば、頭書に記載した種類の照明装置において、
誘電体バリヤ放電ランプは更に補助電極手段を具え、前記回路装置は更に、この
補助電極手段に結合されて放電空間中に補助放電を発生させる第２回路部分を具
えていることを特徴とする。According to the invention for this purpose, in a lighting device of the type mentioned in the introduction,
The dielectric barrier discharge lamp further comprises auxiliary electrode means, and the circuit arrangement further comprises a second circuit portion coupled to the auxiliary electrode means for generating an auxiliary discharge in the discharge space.
【０００５】 補助電極手段は、補助放電を発生させるために、第２回路部分が比較的低い振
幅の補助電圧をこの補助電極手段に供給すれば足りるように構成する。補助放電
は自由電子及びその他の帯電粒子を発生する。これらの自由電子及びその他の帯
電粒子の存在の為に、比較的低い振幅のみの動作電圧を２つの主電極間に印加す
ることによりこれらの主電極間の放電を確立しうる。換言すれば、比較的低い振
幅のみの動作電圧を用いることにより誘電体バリヤ放電ランプを動作させうる。The auxiliary electrode means is configured so that it is sufficient that the second circuit portion supplies an auxiliary voltage having a relatively low amplitude to the auxiliary electrode means in order to generate an auxiliary discharge. The auxiliary discharge generates free electrons and other charged particles. Due to the presence of these free electrons and other charged particles, a discharge between these main electrodes can be established by applying a relatively low amplitude only operating voltage between the two main electrodes. In other words, the dielectric barrier discharge lamp can be operated by using an operating voltage having only a relatively low amplitude.
【０００６】 補助電極手段はｎ個の電極体を有し、このｎは２以上とすることができる。こ
の場合、第２回路部分は動作中隣り合う電極体間に放電を生ぜしめるｎ−１個の
補助電圧をこれら隣り合う電極体間に発生させる手段を有することができる。こ
れらｎ−１個の補助電圧は全て同じ振幅を有し、第２回路部分が隣り合う電極体
のｎ−１個の対の各対に印加する１つの電圧を発生させれば足りるようにするの
が好ましい。The auxiliary electrode means has n electrode bodies, where n can be 2 or more. In this case, the second circuit part may have means for generating between the adjacent electrode bodies n-1 auxiliary voltages which cause a discharge between the adjacent electrode bodies during operation. All of these n-1 auxiliary voltages have the same amplitude so that it is sufficient for the second circuit portion to generate one voltage to be applied to each of the n-1 pairs of adjacent electrode bodies. Is preferred.
【０００７】 或いはまた、前記補助電極手段がｎ個の電極体を有し、前記第２回路部分は、
点弧中、電極体とその周囲の放電空間との間にｎ個の補助電圧を発生させる手段
を有するようにすることができる。これらの補助電圧は、動作中、コロナ放電と
して知られた放電を発生する。これらｎ個の補助電圧は全て同じ振幅を有し、第
２回路部分がｎ個の電極体の各々に印加する１つの電圧を発生させれば足りるよ
うにするのが好ましい。この場合、電極体の個数ｎは１に等しくすることができ
る。１つ以上のコロナ放電を補助放電として用いるこれらの例には、第１及び第
２回路部分を一体化しうるという重要な利点が得られる。Alternatively, the auxiliary electrode means has n electrode bodies, and the second circuit portion has
Means may be provided for generating n auxiliary voltages between the electrode body and the surrounding discharge space during ignition. During operation, these auxiliary voltages generate a discharge known as a corona discharge. Preferably, these n auxiliary voltages all have the same amplitude, so that it is sufficient for the second circuit portion to generate one voltage applied to each of the n electrode bodies. In this case, the number n of the electrode bodies can be equal to one. These examples using one or more corona discharges as auxiliary discharges have the significant advantage that the first and second circuit parts can be integrated.
【０００８】 電極体は誘電体シート内又は上に装着しうる。電極体を誘電体シートに亙って
一様に分布させた本発明による照明装置の例の場合、良好な結果が得られた。定
常動作中、電極体により維持される補助放電も誘電体シートに亙って一様に分布
される。その結果、主放電の一様性はそのまま保たれる。[0008] The electrode body may be mounted in or on a dielectric sheet. Good results have been obtained with the example of a lighting device according to the invention in which the electrode bodies are evenly distributed over the dielectric sheet. During steady-state operation, the auxiliary discharge maintained by the electrode body is also uniformly distributed across the dielectric sheet. As a result, the uniformity of the main discharge is maintained.
【０００９】 特に、補助放電がコロナ放電より成る場合には、電極体を誘電体シートから放
電空間内に突出させることができる。In particular, when the auxiliary discharge is a corona discharge, the electrode body can be projected from the dielectric sheet into the discharge space.
【００１０】 或いはまた、電極体を誘電体シートにより放電空間から分離させることができ
る。この場合、電極体は充填剤と接触しない。この構成は、電極体を構成するの
に用いられる材料及び充填剤の特性に応じて、電極体の劣化又は充填剤の組成の
変化を防止することができる。[0010] Alternatively, the electrode body can be separated from the discharge space by a dielectric sheet. In this case, the electrode body does not contact the filler. This configuration can prevent deterioration of the electrode body or change in the composition of the filler according to the properties of the material and the filler used to form the electrode body.
【００１１】 本発明による照明装置の好適例では、一方の主電極がｎ個の電極セグメントを
有し、補助電極手段の電極体がこれら電極セグメントを以て構成されているよう
にする。この好適例では、主電極と補助電極との双方が同じ量の電極材料から形
成される。ｎ＝１の場合、補助電極手段を構成する１つのみの電極体が有り、こ
の電極体が一方の主電極より成る。In a preferred embodiment of the lighting device according to the present invention, one of the main electrodes has n electrode segments, and the electrode body of the auxiliary electrode means is constituted by these electrode segments. In this preferred embodiment, both the main electrode and the auxiliary electrode are formed from the same amount of electrode material. When n = 1, there is only one electrode body constituting the auxiliary electrode means, and this electrode body is composed of one main electrode.
【００１２】 或いはまた、一方の主電極がｎ個の電極セグメントを有し、電極体をこれらの
電極セグメントから分離し、各電極体を１つの電極セグメントに電気的に接続す
るようにすることができる。主電極及び補助電極のこの構成によれば、補助電極
を電極セグメントを介して印加することができ、従って、電気接続を比較的簡単
にすることができる。この構成では、ｎを１に等しく選択することができ、換言
すれば、誘電体バリヤ放電ランプが補助電極手段に１個のみの電極体を有し、こ
の電極体を、１つのみのセグメントより成る主電極に接続することができる。Alternatively, one of the main electrodes has n electrode segments, the electrode body is separated from these electrode segments, and each electrode body is electrically connected to one electrode segment. it can. According to this configuration of the main electrode and the auxiliary electrode, the auxiliary electrode can be applied via the electrode segment, so that the electrical connection can be relatively simple. In this configuration, n can be selected equal to 1, in other words, the dielectric barrier discharge lamp has only one electrode body in the auxiliary electrode means, and this electrode body is separated from only one segment. Connected to the main electrode.
【００１３】 本発明による照明装置の他の好適例では、前記第２回路部分が、複数の電極体
を選択するとともに選択した電極体のみに補助電圧を与える選択手段を有するよ
うにする。本例の照明装置の動作中は、補助放電は選択された電極体の付近のみ
に存在する。従って、２つの主電極間の主放電も選択された電極体の付近にのみ
確立される。従って、２つの主電極間の放電の大きさを決定することにより、選
択手段を用いてランプの光出力を制御することができる。或いはまた、放電容器
の壁部の種々の部分に種々の発光材料を被覆し、放電容器のこれら種々の部分で
２つの主電極間に放電を確立することにより、選択手段を色変化のために用いる
ことができる。選択手段の更に他の可能な使用は、電極体の選択と電極体の非選
択とを交互に行ない、最大寸法での放電と全くの非放電とをランプの主電極間に
交互に存在させることである。この可能性により、照明装置を、例えば、自動車
のブリンキング灯又は制動灯として用いるのに適するようにする。In another preferred embodiment of the lighting device according to the present invention, the second circuit portion has a selecting means for selecting a plurality of electrode members and applying an auxiliary voltage only to the selected electrode member. During operation of the lighting device of this example, the auxiliary discharge exists only near the selected electrode body. Thus, a main discharge between the two main electrodes is also established only near the selected electrode body. Thus, by determining the magnitude of the discharge between the two main electrodes, the light output of the lamp can be controlled using the selection means. Alternatively, different parts of the wall of the discharge vessel are coated with different luminescent materials and by establishing a discharge between the two main electrodes at these different parts of the discharge vessel, the selection means can be changed for color change. Can be used. Yet another possible use of the selection means is to alternate the selection of the electrode body and the non-selection of the electrode body, so that a discharge at the maximum size and a completely non-discharge alternate between the main electrodes of the lamp. It is. This possibility makes the lighting device suitable for use, for example, as a blinking or brake light in a motor vehicle.
【００１４】 本発明による照明装置におけるランプの点弧特性は、０．１以上の二次電子放
出係数を有する材料を具える層で前記誘電体シートを被覆することにより更に改
善することができることを確かめた。この層は、例えば、二次電子放出係数の高
い材料で被覆された発光材料の粒子を有する蛍光体層を以て構成することができ
る。It can be seen that the ignition characteristics of the lamp in the lighting device according to the invention can be further improved by coating the dielectric sheet with a layer comprising a material having a secondary electron emission coefficient of at least 0.1. I confirmed. This layer can be composed of, for example, a phosphor layer having particles of a light emitting material coated with a material having a high secondary electron emission coefficient.
【００１５】 同様に、第２主電極に誘電体材料が被覆されていない例の点弧特性は、０．１
以上の二次電子放出係数を有する材料を具える層で前記第２主電極を被覆するこ
とにより更に改善することもできる。この層が、 MgＯ、SiＯ2 、Ｙ2 Ｏ3 、La2 Ｏ3 、CeＯ2 、SrＯ、CaＯ、MgＦ、LiＦ、CaＦ2 のうちの一種以上を有している場合に良好な結果が得られた。Similarly, in the case where the second main electrode is not coated with the dielectric material, the ignition characteristic is 0.1
Further improvement can be achieved by coating the second main electrode with a layer comprising a material having the above secondary electron emission coefficient. Good results are obtained when this layer contains one or more of MgO, SiO 2 , Y 2 O 3 , La 2 O 3 , CeO 2 , SrO, CaO, MgF, LiF and CaF 2. Was.
【００１６】 本発明による照明装置に用いる誘電体バリヤ放電ランプの好適例は、 ガラスより成り、球状の端部を有し、放電空間を囲み、充填剤を収容する管状
放電容器と、 放電容器の外側面を被覆する導電性の層を有する第１主電極と、 第１の球状の端部で放電容器を貫通して第２の球状の端部まで延在し、直径が
１ｍｍよりも小さく、好ましくは０．５ｍｍよりも小さくした金属ワイヤを有す
る第２の主電極と を有する。この好適例では、放電容器のガラス壁部が誘電体シートを構成する。
金属ワイヤの直径は比較的小さい為、ワイヤとその周囲の充填剤との間にコロナ
放電を発生させるのに必要とする電圧の振幅は比較的低くて足りる。A preferred example of the dielectric barrier discharge lamp used in the lighting device according to the present invention is a tubular discharge vessel made of glass, having a spherical end, surrounding a discharge space, and containing a filler; A first main electrode having a conductive layer covering the outer side surface, extending through the discharge vessel at the first spherical end to a second spherical end, having a diameter less than 1 mm; And a second main electrode having a metal wire preferably smaller than 0.5 mm. In this preferred embodiment, the glass wall of the discharge vessel constitutes a dielectric sheet.
Since the diameter of the metal wire is relatively small, the amplitude of the voltage required to generate a corona discharge between the wire and the surrounding filler is relatively low.
【００１７】 本発明の実施例を図面を用いて説明する。 図１の照明装置において、６は、充填剤を収容する放電空間３を囲む平坦な気
密放電容器であり、４Ａ及び４Ｂは、この放電容器の外側面上に位置する第１主
電極及び第２主電極であり、５Ａ及び５Ｂは、主電極により被覆されている外側
面の個所で、従って主電極と放電空間との間に位置する外側面の個所で放電容器
の内側面を被覆する誘電体シートである。第１主電極４Ａは多数のセグメントを
有する。本例では、第１主電極の各セグメントは電極体を構成し、これら電極体
のすべてが一緒になって補助電極手段１を構成している。第１主電極は、動作電
圧を発生させる第１回路部分Ｉの第１出力端子に接続されている。第２主電極は
この第１回路部分Ｉの第２出力端子に接続されている。回路部分IIは、放電空間
中に補助放電を発生させる第２回路部分である。第１主電極のセグメントは、第
２回路部分IIの第１出力端子と第２回路部分IIの第２出力端子とに交互に接続さ
れている。An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the lighting device of FIG. 1, 6 is a flat hermetic discharge vessel surrounding a discharge space 3 containing a filler, and 4A and 4B are a first main electrode and a second main electrode located on the outer surface of the discharge vessel. A dielectric which covers the inner surface of the discharge vessel at the location of the outer surface covered by the main electrode and thus at the location of the outer surface located between the main electrode and the discharge space; It is a sheet. The first main electrode 4A has a number of segments. In this example, each segment of the first main electrode forms an electrode body, and all of these electrode bodies together form the auxiliary electrode means 1. The first main electrode is connected to a first output terminal of a first circuit portion I for generating an operation voltage. The second main electrode is connected to the second output terminal of the first circuit part I. The circuit part II is a second circuit part for generating an auxiliary discharge in the discharge space. The segments of the first main electrode are alternately connected to the first output terminal of the second circuit part II and the second output terminal of the second circuit part II.
【００１８】 図１に示す実施例の照明装置の動作は以下の通りである。 照明装置をスイッチオンさせると、第１回路部分Ｉが２つの主電極間に動作電
圧を発生する。これと同時に、回路部分IIが補助電圧を第１主電極の各セグメン
トとその隣のセグメントとの間に発生する。隣り合うセグメントは比較的互いに
接近しているため、補助電圧はこれを与えると直ちに、隣り合うセグメントの各
対のセグメント間に放電を発生させる。これらの放電が相俟って、自由電子及び
その他の帯電粒子を発生する補助放電２を形成する。これらの自由電子及び帯電
粒子の存在の為に、動作電圧はランプを信頼的に点弧しうる、換言すれば２つの
主電極間に放電を発生しうる。２つの主電極間の放電が動作電圧により最初に確
立された後、ランプは、定常動作中、動作電圧により発生される高周波交流電流
により点灯される。ランプは高周波電流の各半周期の開始時に再点弧させる必要
がある。この理由で、定常動作中、第２回路部分IIにより補助放電を一定に維持
する。ランプは、補助放電により発生される自由電子及びその他の帯電粒子のた
めに、比較的低い振幅の動作電圧を用いて極めて信頼的に再点弧する。The operation of the lighting device of the embodiment shown in FIG. 1 is as follows. When the lighting device is switched on, the first circuit part I generates an operating voltage between the two main electrodes. At the same time, the circuit part II generates an auxiliary voltage between each segment of the first main electrode and its adjacent segment. Because the adjacent segments are relatively close to each other, the auxiliary voltage, as soon as this is applied, causes a discharge between each pair of adjacent segments. These discharges together form an auxiliary discharge 2 that generates free electrons and other charged particles. Due to the presence of these free electrons and charged particles, the operating voltage can reliably ignite the lamp, in other words generate a discharge between the two main electrodes. After the discharge between the two main electrodes is first established by the operating voltage, the lamp is lit during steady-state operation by the high-frequency alternating current generated by the operating voltage. The lamp must be re-ignited at the beginning of each half cycle of the high frequency current. For this reason, during steady-state operation, the auxiliary discharge is kept constant by the second circuit part II. The lamp reignites very reliably with relatively low amplitude operating voltages due to free electrons and other charged particles generated by the auxiliary discharge.
【００１９】 図２、３及び４に示す実施例では、図１に示す実施例の部分に類似するランプ
及び回路の部分を、図１に用いたのと同じ符号で示してある。図２に示す実施例
と図１に示す実施例との重要な相違は、補助電極手段１は第１主電極から分離さ
れた多数の電極体を有している、換言すれば第１主電極のセグメントより成って
いないということである。これらの電極体は、第１主電極と放電空間との間に位
置する誘電体シート５Ａにより完全に囲まれている。これら電極体の個数は比較
的多く選択し、これらを誘電体シートに亙って均等に分布させ、これらが放電の
一様性を悪化させないようにする。これら電極体は第２回路部分IIの第１出力端
子及び第２出力端子に交互に接続されている。これらの接続は第１主電極全体に
亙っており、この第１主電極から分離されている。図２に示す実施例の照明装置
の動作は図１に示す実施例の照明装置の動作に極めて類似している為、その説明
を省略する。In the embodiment shown in FIGS. 2, 3 and 4, lamp and circuit parts similar to those of the embodiment shown in FIG. 1 are indicated by the same reference numerals as used in FIG. An important difference between the embodiment shown in FIG. 2 and the embodiment shown in FIG. 1 is that the auxiliary electrode means 1 has a large number of electrode bodies separated from the first main electrode, in other words, the first main electrode. Is not composed of segments. These electrode bodies are completely surrounded by the dielectric sheet 5A located between the first main electrode and the discharge space. The number of these electrode bodies is chosen relatively large and they are evenly distributed over the dielectric sheet so that they do not degrade the uniformity of the discharge. These electrode bodies are alternately connected to the first output terminal and the second output terminal of the second circuit part II. These connections span the entire first main electrode and are separate from the first main electrode. The operation of the lighting device of the embodiment shown in FIG. 2 is very similar to the operation of the lighting device of the embodiment shown in FIG.
【００２０】 図３に示す実施例では、第１主電極がセグメント化されており、これらセグメ
ントの各々は電極体に電気的且つ機械的に接続されている。これら電極体の各々
は放電容器の壁部及び誘電体シート５Ａを通って放電空間内に突出している。こ
れらセグメントは、従って、電極体も、第１主電極によって被覆されている放電
容器の壁部の表面に亙って均等に分布されている。第１主電極は、動作電圧を発
生させるとともに補助電圧を発生させる回路部分Ｉ＋IIの第１出力端子に接続さ
れている。第２主電極は回路部分Ｉ＋IIの第２出力端子に接続されている。In the embodiment shown in FIG. 3, the first main electrode is segmented, and each of these segments is electrically and mechanically connected to the electrode body. Each of these electrodes protrudes into the discharge space through the wall of the discharge vessel and the dielectric sheet 5A. These segments are therefore evenly distributed over the surface of the wall of the discharge vessel covered by the first main electrode, as well. The first main electrode is connected to a first output terminal of a circuit part I + II that generates an operating voltage and generates an auxiliary voltage. The second main electrode is connected to the second output terminal of the circuit part I + II.
【００２１】 図３に示す実施例の照明装置の動作は以下の通りである。 この実施例の照明装置をスイッチオンさせると、回路部分Ｉ＋IIが動作電圧を
２つの主電極間に発生させる。これと同時に、第１主電極の電極セグメントにお
ける電圧は（従って、電極体に存在する補助電圧も）、放電容器中の充填剤の電
位に対し、電極体と放電空間内の周囲の充填剤との間にコロナ放電を生ぜしめる
ような電圧レベルに維持される。このコロナ放電はランプの点弧を容易にする電
荷キャリアを発生する。ランプが動作電圧により最初に点弧された後に、ランプ
はこの動作電圧により発生させる高周波交流電流により点灯される。ランプは高
周波電流の各半周期の開始時に再点弧させる必要がある。この理由で、定常点灯
中、回路部分Ｉ＋IIにより補助放電が一定に維持される。補助放電により発生さ
れる自由電子及びその他の帯電粒子の為に、ランプは比較的低い振幅の動作電圧
を用いて極めて信頼的に再点弧する。The operation of the lighting device of the embodiment shown in FIG. 3 is as follows. When the lighting device of this embodiment is switched on, the circuit part I + II generates an operating voltage between the two main electrodes. At the same time, the voltage at the electrode segment of the first main electrode (and thus also the auxiliary voltage present at the electrode body) is a function of the potential of the filler in the discharge vessel and the surrounding filler in the discharge space and the surrounding filler. During this period, the voltage is maintained at a voltage level that causes a corona discharge. This corona discharge generates charge carriers that facilitate ignition of the lamp. After the lamp is first ignited by the operating voltage, the lamp is lit by a high frequency alternating current generated by the operating voltage. The lamp must be re-ignited at the beginning of each half cycle of the high frequency current. For this reason, during steady lighting, the circuit part I + II keeps the auxiliary discharge constant. Due to the free electrons and other charged particles generated by the auxiliary discharge, the lamp reignites very reliably with a relatively low amplitude operating voltage.
【００２２】 図４に示す実施例では、放電容器の形状は平坦ではなく、球状の端部を有する
管状となっている。放電容器はガラスから成っている。放電容器の壁部の外側面
には、第２主電極を構成する導電層が被覆されている。放電容器のガラス壁部は
誘電体シートとして機能する。第１主電極は真すぐな細い金属ワイヤを以て構成
され、この金属ワイヤは球状の端部の一方で放電空間の壁部を貫通しているとと
もに他方の球状の端部まで放電容器の軸線に沿って延在している。本例では、第
１主電極が補助電極手段をも構成している。放電容器は充填剤を収容している。
第１主電極は、動作電圧を発生するとともに補助電圧を発生する回路部分Ｉ＋II
の第１端子に接続されている。第２端子は回路部分Ｉ＋IIの第２端子に接続され
ている。In the embodiment shown in FIG. 4, the shape of the discharge vessel is not flat, but is tubular with a spherical end. The discharge vessel is made of glass. The outer surface of the wall of the discharge vessel is covered with a conductive layer constituting the second main electrode. The glass wall of the discharge vessel functions as a dielectric sheet. The first main electrode is constituted by a straight, thin metal wire which penetrates the wall of the discharge space at one of the spherical ends and extends along the axis of the discharge vessel to the other spherical end. Extending. In this example, the first main electrode also constitutes the auxiliary electrode means. The discharge vessel contains a filler.
The first main electrode is a circuit part I + II for generating an operating voltage and generating an auxiliary voltage
Are connected to the first terminal of The second terminal is connected to the second terminal of the circuit part I + II.
【００２３】 図４に示す実施例の照明装置の動作は以下の通りである。 この照明装置がスイッチオンされた後、回路部分Ｉ＋IIが２つの主電極間に動
作電圧を発生させる。これと同時に、第１主電極の電圧は、放電容器中の充填剤
の電位に対し、（第１主電極より成る）電極体１と放電空間内の周囲の充填剤と
の間にコロナ放電を生ぜしめるような電圧レベルに維持される。このコロナ放電
は動作電圧によるランプの点弧を容易にする電荷キャリアを発生する。ランプが
点弧された後、ランプは動作電圧により発生させられる高周波電流により点灯さ
れる。この場合も、定常点灯中に補助放電が維持されて、高周波電流の各半周期
の開始時における再点弧を信頼的なものとする。The operation of the lighting device of the embodiment shown in FIG. 4 is as follows. After the lighting device has been switched on, the circuit part I + II generates an operating voltage between the two main electrodes. At the same time, the voltage of the first main electrode causes a corona discharge between the electrode body 1 (comprising the first main electrode) and the surrounding filler in the discharge space with respect to the potential of the filler in the discharge vessel. It is maintained at such a voltage level as to produce it. This corona discharge generates charge carriers that facilitate the ignition of the lamp by the operating voltage. After the lamp is ignited, the lamp is turned on by the high frequency current generated by the operating voltage. Also in this case, the auxiliary discharge is maintained during the steady lighting, and the re-ignition at the start of each half cycle of the high-frequency current is made reliable.
【００２４】 図２に示す種類の本発明による照明装置の第１の実際例では、放電容器をホウ
ケイ酸塩ガラスから形成した。主電極は約１００ｎｍの厚さのインジウム錫酸化
物から形成した。これら主電極の長さ及び幅は双方とも４０ｍｍとし、電極間距
離を５ｍｍとした。充填剤は３００ミリバール（３・１０4 パスカル）のキセノ
ンを以て構成した。補助電極手段の電極体は、幅が２００μｍで、厚さが１００
ｎｍのインジウム錫酸化物の帯状体を以て構成した。これらの帯状体は、放電容
器の外側面が一方の主電極で被覆されている全領域に亙って放電容器の内側面に
被着させた。隣り合う帯状体間の距離は１００μｍとした。電極体には１０μｍ
の厚さでガラスフリットを被覆した。このガラスフリットは誘電体シートとして
機能し、その誘電率は約１０であった。このガラスフリット上に発光層を数μｍ
の厚さで設けた。この発光層は、MgＯで被覆した発光粒子を以て構成した。２つ
の隣り合う電極体間に補助放電を維持するのに必要とした電圧は約３００Ｖであ
った。補助放電が無いと、点弧電圧の振幅は約６５００Ｖであった。補助放電に
より点弧電圧の振幅を約４５００Ｖに低減させた。更に、主放電は均等に分布さ
れ、信頼性があることを確かめた。In a first practical example of a lighting device according to the invention of the type shown in FIG. 2, the discharge vessel was formed from borosilicate glass. The main electrode was formed from indium tin oxide with a thickness of about 100 nm. The length and width of these main electrodes were both 40 mm, and the distance between the electrodes was 5 mm. Filler constituted with a xenon 300 mbar (3.10 4 Pa). The electrode body of the auxiliary electrode means has a width of 200 μm and a thickness of 100 μm.
It was composed of a band of indium tin oxide having a thickness of nm. These strips were applied to the inner surface of the discharge vessel over the entire area where the outer surface of the discharge vessel was covered with one main electrode. The distance between adjacent strips was 100 μm. 10 μm for electrode body
Of glass frit. This glass frit functioned as a dielectric sheet and had a dielectric constant of about 10. The light emitting layer is several μm on this glass frit.
The thickness was provided. This light emitting layer was composed of light emitting particles coated with MgO. The voltage required to maintain the auxiliary discharge between two adjacent electrode bodies was about 300V. Without the auxiliary discharge, the ignition voltage amplitude was about 6500V. The amplitude of the ignition voltage was reduced to about 4500 V by the auxiliary discharge. Furthermore, it was confirmed that the main discharge was evenly distributed and reliable.
【００２５】 本発明による照明装置の第２の実際例では、誘電体バリヤ放電ランプを、補助
電極手段の構成においてのみ第１の実際例に用いたものと相違させた。インジウ
ム錫酸化物の帯状体を設けずに、細い金属ワイヤ（太さが０．５ｍｍのステンレ
ス鋼）を放電空間内に貫通させ、一方の主電極に電気的に接続した。金属ワイヤ
を充填剤の電位よりも１５００Ｖ低くした場合、コロナ放電が金属ワイヤと周囲
の充填剤との間に生じた。このコロナ放電により、ランプの点弧電圧が６５００
Ｖから約５２００Ｖに減少した。この第２の実際例においても、点弧は極めて信
頼的で遅延しないということを確かめた。In a second practical example of the lighting device according to the invention, the dielectric barrier discharge lamp is different from that used in the first practical example only in the configuration of the auxiliary electrode means. Without providing a band of indium tin oxide, a thin metal wire (stainless steel having a thickness of 0.5 mm) was penetrated into the discharge space, and was electrically connected to one main electrode. When the metal wire was 1500 V below the potential of the filler, a corona discharge occurred between the metal wire and the surrounding filler. Due to this corona discharge, the ignition voltage of the lamp becomes 6500
V to about 5200V. In this second practical example, too, it has been found that the ignition is very reliable and does not delay.
【００２６】 本発明による照明装置の第３の実際例では、誘電体バリヤ放電ランプを、図４
に示す型のものとした。放電容器の直径は２０ｍｍとし、放電容器はホウケイ酸
塩ガラスから形成した。充填剤は３００ミリバール（３・１０4 パスカル）のキ
セノンとした。第２主電極は、厚さを約１００ｎｍとして放電容器の外側面の全
体に延在させたインジウム錫酸化物の被膜を以て構成した。ホウケイ酸塩ガラス
は誘電体シートとして機能する。第１主電極は、直径を０．５ｍｍとしたステン
レス鋼ワイヤを以て構成した。第２の実際例と同様に、ステンレス鋼ワイヤと周
囲の充填剤との間にコロナ放電を確立するために、ステンレス鋼ワイヤを充填剤
の電位よりも１５００Ｖ低い電圧に維持する必要があった。コロナ放電は、点弧
電圧を約６５００Ｖから約３０００Ｖに低減させた。この第３の実際例の場合、
点弧は信頼性があり、一様であることを確かめた。In a third practical example of a lighting device according to the invention, a dielectric barrier discharge lamp is arranged as shown in FIG.
The type shown in FIG. The diameter of the discharge vessel was 20 mm, and the discharge vessel was formed from borosilicate glass. The filler was xenon 300 mbar (3.10 4 Pa). The second main electrode was formed with a coating of indium tin oxide having a thickness of about 100 nm and extending over the entire outer surface of the discharge vessel. Borosilicate glass functions as a dielectric sheet. The first main electrode was composed of a stainless steel wire having a diameter of 0.5 mm. As with the second example, to establish a corona discharge between the stainless steel wire and the surrounding filler, it was necessary to maintain the stainless steel wire at 1500 V below the filler potential. The corona discharge reduced the firing voltage from about 6500V to about 3000V. In the case of this third example,
The firing was confirmed to be reliable and uniform.
【００２７】 上述した３つの全ての実際例では、動作電圧の周波数を１ＫHz〜５０ＫHzの範
囲で選択した。In all three practical examples described above, the operating voltage frequency was selected in the range of 1 KHz to 50 KHz.
【図１】 本発明による照明装置の一実施例を線図的に示す。FIG. 1 shows diagrammatically an embodiment of the lighting device according to the invention.
【図２】 本発明による照明装置の他の実施例を線図的に示す。FIG. 2 diagrammatically shows another embodiment of the lighting device according to the invention.
【図３】 本発明による照明装置の更に他の実施例を線図的に示す。FIG. 3 diagrammatically shows a further embodiment of a lighting device according to the invention.
【図４】 本発明による照明装置の更に他の実施例を線図的に示す。FIG. 4 diagrammatically shows a further embodiment of a lighting device according to the invention.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルクス クライン オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン ６ (72)発明者 ロバート ペー スホール オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン ６──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Marx Klein 5656 Ahr Eindhoo Fenprof Holstrahn 6 (72) Inventor Robert Pashall 5556 Ehr Aindhoo Fenprof Holster 6
Claims (16)
ヤ放電ランプは、 放電空間を囲み、充填剤を収容する気密放電容器と、 第１主電極及び第２主電極と、 第１主電極と放電空間との間に位置する誘電体シートと、 誘電体バリヤ放電ランプを点弧及び点灯させるために主電極に結合され、２つ
の主電極間に動作電圧を発生させる第１回路部分を有する回路装置と を具えている当該照明装置において、 誘電体バリヤ放電ランプは更に補助電極手段を具え、前記回路装置は更に、こ
の補助電極手段に結合されて放電空間中に補助放電を発生させる第２回路部分を
具えていることを特徴とする照明装置。1. An illumination device comprising a dielectric barrier discharge lamp, wherein the dielectric barrier discharge lamp surrounds a discharge space and contains an airtight discharge vessel containing a filler, a first main electrode and a second main electrode. A dielectric sheet located between the first main electrode and the discharge space; and a dielectric electrode coupled to the main electrode for igniting and lighting the discharge lamp, generating an operating voltage between the two main electrodes. A lighting device comprising: a circuit device having a first circuit portion; wherein the dielectric barrier discharge lamp further comprises auxiliary electrode means, and the circuit device is further coupled to the auxiliary electrode means to assist in the discharge space. A lighting device, comprising: a second circuit portion for generating a discharge.
電極体を有し、このｎは２以上とし、前記第２回路部分は、動作中隣り合う電極
体間に放電を生ぜしめるｎ−１個の補助電圧をこれら隣り合う電極体間に発生さ
せる手段を有していることを特徴とする照明装置。2. The lighting device according to claim 1, wherein the auxiliary electrode means has n electrode bodies, where n is 2 or more, and wherein the second circuit portion is provided between adjacent electrode bodies during operation. A lighting device comprising means for generating (n-1) auxiliary voltages which cause a discharge between adjacent electrode bodies.
電極体を有し、前記第２回路部分は、照明装置の動作中、電極体とその周囲の放
電空間との間にコロナ放電を生ぜしめるｎ個の補助電圧を電極体とその周囲の放
電空間との間に発生させる手段を有していることを特徴とする照明装置。3. The lighting device according to claim 1, wherein said auxiliary electrode means has n electrode bodies, and said second circuit portion includes an electrode body and a discharge space surrounding said electrode body during operation of said lighting apparatus. A means for generating n auxiliary voltages that generate a corona discharge between the electrode body and a discharge space around the electrode body.
シート内又は上に装着されていることを特徴とする照明装着。4. The lighting device according to claim 2, wherein an electrode body is mounted in or on the dielectric sheet.
上に一様に分布されていることを特徴とする照明装置。5. The lighting device according to claim 4, wherein the electrode bodies are uniformly distributed on the dielectric sheet.
から放電空間内に突出していることを特徴とする照明装置。6. The lighting device according to claim 4, wherein the electrode body protrudes from the dielectric sheet into a discharge space.
により放電空間から分離されていることを特徴とする照明装置。7. The lighting device according to claim 4, wherein the electrode body is separated from the discharge space by the dielectric sheet.
ントを有し、電極体がこれら電極セグメントを以て構成されていることを特徴と
する照明装置。8. The lighting device according to claim 2, wherein one of the main electrodes has an electrode segment, and the electrode body includes the electrode segments.
セグメントを有し、各電極体が電極セグメントに電気的に接続されていることを
特徴とする照明装置。9. The lighting device according to claim 3, wherein one main electrode has n electrode segments, and each electrode body is electrically connected to the electrode segment. .
とする照明装置。10. The lighting device according to claim 9, wherein n = 1.
は、複数の電極体を選択するとともに選択した電極体のみに補助電圧を与える選
択手段を有していることを特徴とする照明装置。11. The lighting device according to claim 2, wherein the second circuit portion includes a selection unit that selects a plurality of electrode units and applies an auxiliary voltage only to the selected electrode units. A lighting device characterized by the above-mentioned.
出係数を有する材料を具える層で前記誘電体シートが被覆されていることを特徴
とする照明装置。12. The lighting device according to claim 1, wherein the dielectric sheet is covered with a layer including a material having a secondary electron emission coefficient of 0.1 or more.
出係数を有する材料を具える層で前記第２主電極が被覆されていることを特徴と
する照明装置。14. The lighting device according to claim 1, wherein the second main electrode is covered with a layer including a material having a secondary electron emission coefficient of 0.1 or more. .
あって、 ガラスより成り、球状の端部を有し、放電空間を囲み、充填剤を収容する管状
放電容器と、 第１の球状の端部で放電容器を貫通して第２の球状の端部まで延在し、直径が
１ｍｍよりも小さく、好ましくは０．５ｍｍよりも小さくした金属ワイヤを有す
る第１主電極と、 放電容器の外側面を被覆する導電性の層を有する第２主電極と を有する誘電体バリヤ放電ランプ。16. A dielectric barrier discharge lamp for use in a lighting device according to claim 1, wherein the discharge lamp is made of glass, has a spherical end, surrounds a discharge space, and contains a filler. A first main wire having a metal wire extending through the discharge vessel at the first spherical end to the second spherical end and having a diameter smaller than 1 mm, preferably smaller than 0.5 mm; A dielectric barrier discharge lamp comprising: an electrode; and a second main electrode having a conductive layer covering an outer surface of the discharge vessel.
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